君子不器：論基礎(chǔ)教育人工智能課程的價(jià)值旨?xì)w

蘇航 寧夏大學(xué)

● 中小學(xué)人工智能課程：頂層設(shè)計(jì)演進(jìn)與學(xué)科發(fā)展道路

2017年發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確提出“應(yīng)在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”；2019年以來(lái)，教育部把“中小學(xué)人工智能教育”相關(guān)工作列入歷年《教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點(diǎn)》重點(diǎn)推進(jìn)；2021年，中國(guó)教育學(xué)會(huì)中小學(xué)信息技術(shù)教育專業(yè)委員公布《中小學(xué)人工智能課程開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》，同年，中央電化教育館印發(fā)《中小學(xué)人工智能技術(shù)與工程素養(yǎng)框架》。一系列文件的出臺(tái)，昭示人工智能課程的頂層設(shè)計(jì)正由粗放演進(jìn)走向逐級(jí)細(xì)化，一定程度上解決了該課程國(guó)家層面的示范引領(lǐng)問題。

目前，各地中小學(xué)主要通過人工智能元素同STEAM課程、創(chuàng)客課程、機(jī)器人課程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)教育人工智能課程的“從0到1”，開展形式主要以校本課、社團(tuán)課、“雙減”政策落地后的課后服務(wù)為主。囿于人工智能學(xué)科尚處于發(fā)展的初期階段，中小學(xué)人工智能教育還存在定位模糊、課程體系不完善、資源建設(shè)良莠紛雜、教學(xué)內(nèi)容脫離人工智能核心知識(shí)等問題。

和傳統(tǒng)學(xué)科相比，人工智能教育的發(fā)展在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)依托“以賽促學(xué)”——通過相關(guān)競(jìng)賽活動(dòng)的開展達(dá)到普及人工智能知識(shí)的目的。同時(shí)，教育服務(wù)供給主體呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，在人工智能教育推廣之初，走的是“企業(yè)-社會(huì)”“企業(yè)-學(xué)校”單點(diǎn)多向的輻射道路。企業(yè)作為突破人工智能蒙昧狀態(tài)的先行軍，還需在人工智能教育落地過程中不斷探索定位、通過建立多方協(xié)同機(jī)制以觀后效；學(xué)校教育作為學(xué)生接受系統(tǒng)教育的主陣地應(yīng)充分發(fā)揮其主導(dǎo)作用，人工智能教育的相關(guān)政策研制與課程校本化探索間雙向同步進(jìn)行，不失為當(dāng)前情境下較為積極穩(wěn)妥的應(yīng)對(duì)之策。

● 學(xué)科定位：“君子不器”與人才貫通培養(yǎng)

目前，國(guó)際賽道上高新科技產(chǎn)業(yè)與人才儲(chǔ)備角逐呈現(xiàn)白熱化態(tài)勢(shì)，我國(guó)人工智能戰(zhàn)略布局形態(tài)初顯，人工智能的人才貫通培養(yǎng)勢(shì)在必行。從基礎(chǔ)教育到高等教育，學(xué)習(xí)領(lǐng)域有所分化，但基本遵循寬口徑、重基礎(chǔ)的培養(yǎng)思路，基礎(chǔ)教育階段作為素養(yǎng)培育的關(guān)鍵期，在建設(shè)由通識(shí)到精專的多層次人才儲(chǔ)備梯隊(duì)中的作用應(yīng)受到重視。

知識(shí)的爆炸式增長(zhǎng)、世界的精細(xì)分工、技術(shù)的迭代更新，無(wú)一不沖擊著現(xiàn)有的教育體系。對(duì)學(xué)生而言，學(xué)習(xí)、接納新事物的能力比停留在具體的技術(shù)應(yīng)用更重要——多年來(lái)，基礎(chǔ)教育課程改革基本著力于知識(shí)應(yīng)用到素養(yǎng)培育的轉(zhuǎn)型，充分說明指向知識(shí)的淺層次識(shí)記應(yīng)用已無(wú)法滿足新時(shí)代人才培養(yǎng)的需要，“思維”“能力”的培育更能適應(yīng)智能時(shí)代的生產(chǎn)模式，契合學(xué)生作為“人”的整體有機(jī)生長(zhǎng)。

對(duì)于人工智能這門新型學(xué)科，在基礎(chǔ)教育階段的定位應(yīng)落在科學(xué)素養(yǎng)的培育上。以良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和高階思維的有效訓(xùn)練為錨點(diǎn)，通過基本知識(shí)技能方法的習(xí)得，挖掘并激發(fā)學(xué)生學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的最大潛能——君子不器，無(wú)所不施也，若一才一藝，則器也。當(dāng)前，人工智能課程的教學(xué)痛點(diǎn)在于過分強(qiáng)調(diào)“器”的精通。在基礎(chǔ)教育階段，人工智能課程的實(shí)踐性較為鮮明，無(wú)論是學(xué)校教學(xué)還是校外培訓(xùn)服務(wù)，開展相關(guān)教育通常以圖形化編程軟件為抓手，支持一定類型與數(shù)量的硬件拓展，基本涉及圖形識(shí)別、語(yǔ)音交互、機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能要素，依托于具體的硬件設(shè)備進(jìn)行一系列的體驗(yàn)實(shí)操活動(dòng)。從學(xué)習(xí)資源的角度看，目前的資源形式多為相應(yīng)硬件產(chǎn)品的文檔介紹、功能模塊的使用步驟與示例程序，性質(zhì)多趨向“產(chǎn)品操作手冊(cè)”，既缺乏人工智能相關(guān)原理知識(shí)的提煉整合，也缺乏情境導(dǎo)入、寓教于樂的教育性元素。

一味停留在淺層次的具體器材使用上，無(wú)形之中會(huì)弱化對(duì)思維的培養(yǎng)與遷移，培養(yǎng)目標(biāo)很容易從“具有創(chuàng)新思維的設(shè)計(jì)者”淪為“勤于動(dòng)手的工匠”——“君子以道為本，故不入于形。器者，各適其用而不能通其變者也”。在學(xué)習(xí)初期，“入與形”使知識(shí)的應(yīng)用學(xué)習(xí)真實(shí)可感；一味“困于形”，則不利于學(xué)生追求更高階的思維素養(yǎng)之道。

● 關(guān)于人工智能課程的核心內(nèi)容與實(shí)施阻力

余勝泉等學(xué)者將中小學(xué)人工智能課程的核心領(lǐng)域劃分為智能體的“感知”“推理”“學(xué)習(xí)”“決策”“交互”“道德”六部分，基本兼顧了人與機(jī)器間倫理關(guān)系的辯證思考，以及智能體采集分析數(shù)據(jù)、知識(shí)的表征與邏輯推理、機(jī)器學(xué)習(xí)與用戶交互等完整工作流程呈現(xiàn)，再輔以需求分析、工程搭建、編程實(shí)現(xiàn)、方案優(yōu)化迭代等學(xué)習(xí)活動(dòng)，基本涵蓋了人工智能的學(xué)科概念、核心知識(shí)與關(guān)鍵能力。

另一個(gè)需要深刻思考的問題是：編程教育在中小學(xué)人工智能課程中究竟發(fā)揮著怎樣的作用？

可以確定的一點(diǎn)是，圖形化編程平臺(tái)內(nèi)經(jīng)過降維處理后的人工智能封裝模塊對(duì)學(xué)生較為友好，在目標(biāo)定位為“體驗(yàn)”的初級(jí)學(xué)習(xí)活動(dòng)中表現(xiàn)優(yōu)異。但如果基于體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)與知識(shí)完整邏輯的考慮，單純“圖形化編程—人工智能應(yīng)用體驗(yàn)”的二元授課模式在體現(xiàn)原理知識(shí)銜接性與進(jìn)階性的深層次教學(xué)活動(dòng)中稍顯無(wú)力。因此，將圖形化編程作為中小學(xué)人工智能教育的入門基礎(chǔ)課是合適的，但在人工智能課程的中后期，學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)從傳感器識(shí)記、交互功能體驗(yàn)的黑匣探索模式逐漸轉(zhuǎn)向能體現(xiàn)人工智能原理技術(shù)的典型算法學(xué)習(xí)，Python很適合作為該過渡時(shí)期的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言工具。

校際人工智能教學(xué)設(shè)備配置情況的各不相同，為中小學(xué)人工智能課程開發(fā)后的標(biāo)準(zhǔn)化、模式化推廣造成一定阻力。從教學(xué)硬件產(chǎn)品的角度看，所選用的科創(chuàng)教育產(chǎn)品在品牌內(nèi)的服務(wù)齊全，生態(tài)完整，但品牌間的平臺(tái)、零件、接口各有標(biāo)準(zhǔn)，難以兼容。人工智能的體驗(yàn)學(xué)習(xí)依賴于一定的平臺(tái)與硬件，符合教學(xué)要求與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品又難以統(tǒng)一，兩難窘境下就需要各地各校根據(jù)自身情況合理開發(fā)實(shí)施課程，需要一線教師投入實(shí)踐摸索出更多切實(shí)可行的教學(xué)模式。

此外，開設(shè)人工智能專業(yè)的高校比例逐年攀升，而人工智能師資培育的專業(yè)尚未發(fā)展，能夠勝任人工智能課程教學(xué)任務(wù)的一線教師稀缺，部分學(xué)校存在購(gòu)買科創(chuàng)教育機(jī)構(gòu)的服務(wù)，以校外培訓(xùn)人員包辦代替本校教師梯隊(duì)建設(shè)的現(xiàn)象。如何采取有效的措施，培育具有教學(xué)勝任力的中小學(xué)人工智能職前教師與在職教師，都是今后亟須解決的問題。

● 小結(jié)

目前，中小學(xué)人工智能的學(xué)科定位應(yīng)著眼于“君子不器”的科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，避免流于科創(chuàng)教育產(chǎn)品的具體使用的淺層次學(xué)習(xí)目標(biāo)。在中小學(xué)人工智能課程深受科創(chuàng)教育企業(yè)影響的背景下，學(xué)校教育應(yīng)努力適應(yīng)變革，積極投身人工智能課程開發(fā)的校本化探索，重點(diǎn)解決教學(xué)內(nèi)容脫離人工智能核心知識(shí)與中小學(xué)人工智能師資隊(duì)伍建設(shè)兩大問題，借助社會(huì)多元主體協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，共同促進(jìn)學(xué)科良性發(fā)展。